У дома - Баня
Дифузионно изгаряне на газове. Дифузия и кинетично горене Консумация на въздух за горене

В процеса на горене се наблюдават два етапа: създаване на молекулен контакт между горивото и окислителя (физичен) и взаимодействие на молекулите с образуване на реакционни продукти (химични). Вторият етап започва само ако молекулите достигнат енергийно или химически възбудено (активно) състояние. Възбуждането или активиране на молекули по време на горене се получава поради тяхното нагряване.

Време на пълно изгаряне на единица маса от всяко вещество t gсе състои от времето, необходимо за физически контакт между горимо вещество и кислорода във въздуха t е(при хомогенно горене количеството t есе нарича времето на образуване на сместа, а в случай на хетерогенна - времето на дифузия на кислород от въздуха към твърдата горивна повърхност) и времето на протичането на самата химическа реакция на горене t x, това е t g = t f + t x... В зависимост от съотношението t еи t xразличавам дифузияи кинетиченизгаряне.

При изгаряне на химически нехомогенни горими системи, кислородът от въздуха дифундира през продуктите на горенето към горимото вещество и след това влиза в химическа реакция с него. Време t емного по-голям t xи практически t g @ t f. Това горене се нарича дифузионно горене.

Ако времето t е<, тогава можете да приемете t g @ t x... Това горене се нарича кинетично.Ето как горят химически хомогенни горими системи, в които молекулите на кислорода се смесват равномерно с молекулите на горимо вещество и не се изразходва време за образуване на смес.

Ако продължителността на химичната реакция и физическият стадий на горивния процес са съпоставими, тогава горенето протича в т.нар. междинна зона,при които скоростта на горене се влияе както от химически, така и от физични фактори.

Изгарянето на всеки материал се случва в газова или парна фаза. При нагряване течните и твърдите горими материали преминават в друго състояние - газ или пара, след което се запалват. При стационарно горене, реакционната зона действа като източник на запалване за останалата част от горимия материал.

Областта на газова среда, в която интензивна химическа реакция причинява луминесценция и отделяне на топлина, се нарича пламък... Пламъкът е външна проява на интензивни реакции на окисление на дадено вещество. При изгаряне на твърди частици не е необходимо наличието на пламък. Един от видовете изгаряне на твърди вещества - тлеещ(безпламъчно горене), при което химичните реакции протичат с ниска скорост, преобладава червено сияние и слабо отделяне на топлина. Пламъчното горене на всички видове горими материали и вещества във въздуха е възможно, когато съдържанието на кислород в зоната на пожар е не по-малко от 14% обемни, а тлеенето на горими твърди материали продължава до съдържанието на кислород ~ 6%.

Следователно горенето е сложен физикохимичен процес.

Съвременната теория на горенето се основава на следните положения. Същността на горенето е връщането на валентни електрони към окислителя към окислителни вещества. В резултат на преноса на електрони се променя структурата на външното (валентно) електронно ниво на атома. В този случай всеки атом преминава в най-стабилно състояние при дадените условия. При химични процеси електроните могат напълно да се прехвърлят от електронната обвивка на един вид атоми към обвивката на друг вид атоми. Нека да разгледаме няколко примера, за да добиете представа за този процес.

Така че, когато натрият гори в хлор, натриевите атоми даряват един електрон на хлорните атоми. В този случай осем електрона се появяват на външното електронно ниво на натриевия атом (стабилна структура) и атомът, загубил един електрон, се превръща в положителен йон. За хлорен атом, който е получил един електрон, външното ниво се запълва с осем електрона и атомът се превръща в отрицателен йон. В резултат на действието на електростатичните сили противоположно заредените йони се приближават един към друг и се образува молекула на натриев хлорид (йонна връзка)

Na + + C1 - → Na + C1 -

При други процеси, електроните на външните обвивки на два различни атома изглежда влизат в "обща употреба", като по този начин изтеглят атомите в молекули (ковалентна връзка)

H ∙ + C1: → H: C1:

Атомите могат да дарят един или повече електрони за "обща употреба".

Като пример на фиг. 2 е показана диаграма на образуването на метанова молекула от един въглероден атом и четири водородни атома. Четири електрона на водородни атоми и четири електрона на външното електронно ниво на въглеродния атом влизат в обща употреба, атомите се "събират" в молекула.

Фиг. 2. Диаграма за образуване на молекула на метан

Теорията на горенето има своя собствена история. Сред учените, които са изследвали процесите на горене, е необходимо да се отбележи A.N. Бах и К.О. Енглер, който разработи пероксидната теория на окислението, според която при нагряване на горима система кислородна молекула се активира чрез прекъсване на една връзка между атомите.

молекула активна молекула

Активната кислородна молекула лесно влиза в съединение с горимо вещество и образува съединение от типа R-O-O-R (пероксид) и R-O-O-H (хидропероксид); тук R е радикалният символ. Радикалите са частици (атоми или атомни групи) с несдвоени електрони, например,, и т.н. Пример за такава реакция:

CH 4 + -O-O- → -O-O-

метил хидропероксид

Енергията на разрушаване на връзката -O-O- в пероксидите и хидропероксидите е много по-ниска, отколкото в кислородната молекула O2, поради което те са много реактивни. При нагряване те лесно се разлагат с образуването на нови вещества или радикали. Това генерира топлина.

По-нататъшното развитие на теорията на горенето е свързано с трудовете на N.N. Семенов, който създал теория на верижните реакции на горене,което направи възможно да се проникне по-дълбоко във физиката на явлението и да се обяснят различни режими на горене, включително самозапалване, дефлаграционно горене и изгаряне, водещо до експлозия. Освен това разликата между съвременната концепция за механизма на горене и теорията на пероксида е, че началната фаза на процеса не е активиране на кислородни молекули, а активиране на молекулите на окислителното вещество.

Структурата на дифузионния пламък над повърхността на горима течност, механизмът и скоростта на неговото разпространение.

Структурата на дифузионния пламък над огледалото на горимата течност е приблизително същата. Единствената разлика е, че горимите пари, идващи от повърхността на течността, нямат такъв първоначален резерв от кинетична енергия като газова струя и преди запалване се смесват с заобикалящата газова среда, а не поради кинетичната енергия на течащия газов поток , но по-бавно по механизма на конвективна и молекулярна дифузия ... Но ако към образуваната паро-въздушна смес се доведе източник на запалване, тогава ще се появи пламък, който ще промени съотношението на газовите и топлинните потоци над течното огледало: горещите продукти на горене, като по-леките, ще се втурнат нагоре и свежите студен въздух ще влезе на тяхно място от околното пространство, което ще разреди парите на запалимата течност. От горелката към течното огледало ще дойде лъчист поток от топлинна енергия, който ще отиде за нагряване на повърхностните слоеве на течността и при затопляне усилва процеса на нейното изпаряване.

Ако течността преди запалването е имала температура значително по-висока от температурата на запалване, тогава изгарянето на течността над резервоара или разлятата течност се засилва, напредва, размерът на пламъка ще нарасне. Съответно, интензитетът на лъчистия топлинен поток към повърхността на течността се увеличава, процесът на изпарение се усилва, интензитетът на конвективния газов поток около пламъка се увеличава, той ще бъде по-компресиран отстрани, приемайки формата на конус, който увеличава се по размер. При по-нататъшно горене пламъкът преминава в турбулентен режим на горене и ще нараства, докато се установи режимът на топлинно и газодинамично равновесие. Максималната температура на турбулентния дифузионен пламък на повечето запалими течности не надвишава 1250-1350 ° C.

Разпространението на горенето по повърхността на течното огледало зависи от скоростта на образуване на горимата смес по механизма на молекулярна и конвективна дифузия. Следователно, за течности с температура под температурата на запалване, тази скорост е по-малка от 0,05 m / s, а за течности, нагрети над температурата на запалване, тя достига 0,5 m / s или повече.

По този начин скоростта на разпространение на пламъка по повърхността на горима течност зависи главно от нейната температура.

Ако температурата на течността е на или над точката на възпламеняване, може да възникне горене. Първоначално върху повърхността на течността се установява малък пламък, който след това бързо нараства на височина и след кратък период от време достига максималната си стойност. Това предполага, че е установен определен топло- и масопренос между зоната на горене и повърхността на течността. Преносът на топлина от зоната на горене към повърхностния слой на течността се осъществява чрез излъчване и топлопроводимост през стените на контейнера. Няма конвективен поток, тъй като парният поток в пламъка е насочен нагоре, т.е. от по-малко нагрята повърхност към по-загрята повърхност. Количеството топлина, предавано на течността от зоната на горене, е променливо и зависи от температурата на пламъка, прозрачността на пламъка, неговата форма и др.

Течността получава част от топлината от стената на резервоара. Тази част от топлината може да бъде значителна, когато нивото на течността в резервоара е ниско, а също и когато пламъкът облива външната стена на резервоара. Топлината, възприемана от течността, се изразходва най-вече за нейното изпаряване и нагряване, а част от топлината се губи от течността в околната среда:

Q = q 1 + q 2 + q 3

където Q е количеството топлина, получено от течността от пламъка, kJ / (m 2 -s);

q 1 - количеството топлина, загубено от течността в околната среда, kJ / (m 2 -s);

q 2 - количеството топлина, изразходвано за изпаряване на течността, kJ / (m 2 s);

qz - количеството топлина, изразходвано за нагряване на течността, kJ / (m 2 -s).

Ако диаметърът на резервоара е достатъчно голям, тогава стойността на q1 в сравнение с q 2 и q 3 може да се пренебрегне:

Q = q 2 + q 3 = rlс + cpс (T-T 0) u.

Където r е топлината на изпаряване на течността, kJ / kg;

Ср е топлинният капацитет на течността, kJ / (kg K);

p е плътността на течността, mg / m 3;

Т е температурата на повърхността на течността, К;

T 0 - началната температура на течността K;

u — скорост на растеж на нагрятия течен слой, m / s;

l е линейната скорост на изгаряне на течност, m / s.

Ако отделна течност гори, тогава съставът на нейната парна фаза не се различава от състава на течната. Ако изгори течност със сложен състав (смес), тогава в горния й слой се извършва фракционна дестилация и съставът на сферичната фаза се различава от състава на течната фаза. Тези смеси включват масло и всички петролни продукти. При тяхното изгаряне се получава изпаряване на предимно нискокипящи фракции, в резултат на което течната фаза променя състава си, а с това парното налягане, специфичното тегло, вискозитета и други свойства. Таблица 3.1 показва промяната в свойствата на карачухското масло в повърхностния слой при изгаряне в резервоар с диаметър 1,4 m.

Таблица 1.11.1

Промени в свойствата на карачукурското масло по време на горене

Физикохимични свойства

Тествайте преди експеримента

Проби след изгаряне, h

Плътност три 293 K, kg / m 3

Кинематичен вискозитет при 373. K, m 2 / s

Точка на възпламеняване според Бренкен, К

Начало на кипене, К

Съгласно таблица 1.11.1 поради изгаряне на нискокипящи фракции, плътността на останалия продукт се увеличава. Същото важи и за вискозитета, температурата на възпламеняване, съдържанието на смола и точката на кипене. Само съдържанието на влага намалява с изгарянето на маслото. Скоростта на промяна на тези свойства по време на горене в резервоари с различни диаметри не е еднаква. В резервоари с голям диаметър, поради увеличаването на конвекцията и дебелината на течния слой, участващ в разбъркването, скоростта на промяна на тези свойства намалява. Промяната във фракционния състав на нефтопродуктите, която настъпва в горния слой, води до постепенна промяна в слоя в дебелината на нагрятия нефтопродукт.

Ако използваме първия закон на Д.П. Коновалов, заключението за изгарянето на смеси може да бъде формулирано по следния начин: смес от две течности се обогатява по време на горенето с тези компоненти, чието добавяне към течността понижава налягането на парите над него (или повишава точката на кипене). Това заключение е валидно и за смеси, в които броят на компонентите е повече от два.

По време на горенето на смеси от запалими и някои горими течности с вода в резултат на фракционна дестилация процентът на водата в течната фаза се увеличава през цялото време, което води до увеличаване на специфичното тегло на горящата смес. Това явление е характерно за смеси, в които горимият компонент има точка на кипене под точката на кипене на водата (метил, етилов алкохол, диетилов етер, ацетон и др.). При продължително изгаряне на такива течни смеси, поради увеличаване на водата в тях, идва момент, когато изгарянето спира, въпреки че не цялата смес все още е изгоряла.

Смес от запалими течности с вода, когато точката на кипене на течността е по-висока от точката на кипене на водата, се държи малко по-различно по време на горене. Процентът на водата в течната фаза не се увеличава, а намалява. В резултат на това сместа изгаря напълно. Така гори смес от оцетна киселина и вода.

По време на изгарянето на нефтопродукти тяхната точка на кипене (виж Таблица 1.11.1) постепенно се повишава поради продължаващата фракционна дестилация, във връзка с което се повишава и температурата на горния слой. Фигура 1.11.1 показва промяната в температурата на повърхността

Фиг. 1.11.1

При ниски температури на течността преносът на топлина от пламъка към течността играе значителна роля в разпространението на пламъка. Пламъкът загрява повърхността на течността в съседство с него, налягането на парите над него се увеличава, образува се горима смес, която при запалване изгаря.

Изместеният пламък загрява следващата част от повърхността на течността и т.н.

Зависимостта на скоростта на движение на пламъка по повърхността на течността от температурата е показана на фигура 1.11.2.

Когато температурата на течността е под точката на възпламеняване, скоростта на движение на пламъка е бавна.

Тя се увеличава с повишаване на температурата на течността и става същата със скоростта на разпространение на пламъка през паровъздушната смес при температура на течността над точката на възпламеняване.

Фиг. 1.11.2 Промяна в скоростта на движение на пламъка по повърхността на течности в зависимост от температурата: 1-изоамилов алкохол, 2-бутилов алкохол, 3-етилов алкохол, 4-толуен

Процесът на горене зависи от много условия, най-важните от които са:

· Съставът на горимата смес;

· Налягане в зоната на горене;

· Реакционна температура;

· Геометрични размери на системата;

Агрегатно състояние на горивото и окислителя и др.

В зависимост от състоянието на агрегатиране на горивото и окислителя се разграничават следните видове горене:

· Хомогенни;

· Хетерогенен;

· Изгаряне на експлозиви.

Хомогенното горене се случва в газообразни или парообразни горими системи (фиг. 1.1) (горивото и окислителят са равномерно смесени един с друг).

Тъй като парциалното налягане на кислорода в зоната на горене е (равно) близко до нула, кислородът доста свободно прониква в зоната на горене (на практика е в нея), следователно скоростта на горене се определя главно от скоростта на химическата реакция, което се увеличава с повишаване на температурата. Такова горене (или горене на такива системи) се нарича кинетично.

Фигура 1.1. Диаграма на процеса на горене на пари или газове

Общото време на горене обикновено се определя от формулата

t р = t Ф + t Х,

където t F е времето на физическия етап на процеса (дифузия на O 2 към фокуса през слоя); t X е времето на химическия етап (реакцията).

При горенето на хомогенни системи (смеси от пари, газове с въздух) времето на физическия етап на процеса е несъизмеримо по-малко от скоростта на протичане на химичните реакции, следователно t P »t X - скоростта се определя от кинетиката на химичната реакция и горенето се нарича кинетичен.

При горенето на химически нехомогенни системи времето на проникване на O 2 до горимото вещество през продуктите на горенето (дифузия) е несъизмеримо по-дълго от времето на химическата реакция, като по този начин се определя общата скорост на процеса, т.е. t Р »t F. Такова горене се нарича дифузия.

Примери за дифузионно горене (фиг. 1.2) са изгарянето на въглища, кокс (продуктите от горенето предотвратяват дифузията на кислород в зоната на горене)

Фигура 1.2. Схема на дифузия на кислород в зоната на горене на твърдо вещество

(хетерогенно горене)

Концентрацията на кислород в обема на въздуха С 1 е много по-висока от концентрацията му в близост до зоната на горене С 0. При липса на достатъчно количество O 2 в зоната на горене, химическата реакция се инхибира (и се определя от скоростта на дифузия).

Ако продължителността на химичната реакция и физическият етап на процеса са сравними, тогава горенето се случва в междинна област (физичните и химичните фактори влияят върху скоростта на горене).

При ниски температури скоростта на реакцията е слабо зависима от температурата (кривата бавно се издига нагоре). При високи температури скоростта на реакцията нараства силно (т.е. скоростта на реакцията в кинетичната област зависи главно от температурата на реагиращите вещества).



Скоростта на реакцията на окисление (изгаряне) в дифузионната област се определя от скоростта на дифузия и зависи много малко от температурата. Точка А е преходът от кинетична към дифузионна област (Фигура 1.3).

Процесът на горене на всички вещества и материали, независимо от тяхното агрегатно състояние, по правило протича в газовата фаза (течност - изпарява се, твърдите горими вещества отделят летливи продукти). Но изгарянето на твърди вещества има многоетапна природа. Под въздействието на топлина - нагряване на твърдата фаза - разлагане и отделяне на газообразни продукти (разрушаване, летливи вещества) - горене - топлина загрява повърхността на твърдото вещество - пристигането на нова порция горими газове (продукти на разрушаване) - горене .

Ориз. 1.3. Зависимостта на скоростта V на кинетика (1)

и дифузия (2) при температура. Точка А - преход

от кинетичната област към дифузията

Много твърди горими вещества (дърво, памук, слама, полимери) съдържат кислород в състава си. Следователно за тяхното изгаряне е необходим по-малък обем кислород във въздуха. А изгарянето на експлозив (експлозив) на практика изобщо не се нуждае от външен окислител.

По този начин, изгарянето на експлозиви е саморазпространение на зоната на екзотермичната реакция на нейното разлагане или взаимодействието на неговите компоненти чрез пренос на топлина от слой на слой.

Скоростта на дифузионно горене зависи от процесите на дифузионно смесване. В този случай, при условия на хетерогенно горене, е необходимо също да се изпари течно гориво или пирогенно разлагане на бучки или прахообразно твърдо гориво. За засилване на дифузионното горене се използва турбулентно (пламък).
Вижте също:
-
-
-
-

Енциклопедичен речник по металургия. - М .: Интермет Инженеринг. Главен редактор Н.П. Лякишев. 2000 .

Вижте какво е "дифузионно изгаряне" в други речници:

    дифузионно горене- Взаимодействието на горивото и окислителя, когато изгарянето става едновременно. с изображения. горима смес. Скоростта на d.G. зависи от процесите на дифузионно смесване. В този случай, в условия на хетерогенно горене, е необходимо. пулверизиране и изпаряване на течност ... ... Ръководство за технически преводач

    дифузионно горене- difuzinis degimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degimas, kai degieji cheminių medžiagų komponentai ir oksidatorius į degimo kamerą tiekiami atskirai, joje maišosi difuziškai ir degimo tručio. atitikmenys ... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

    Изгаряне- съвпада ... Wikipedia

    ГОРЕНЕ- физически хим. процесът, при който превръщането във va е придружено от интензивно отделяне на енергия и топло-масообмен с околната среда. За разлика от експлозията и детонацията, тя протича при по-ниски скорости и не е свързана с образуването на ударна вълна ... Химическа енциклопедия

    Сложна, бърза химическа трансформация на вещество, например гориво, придружена от отделяне на значително количество топлина и ярко сияние (пламък). В повечето случаи горенето се основава на екзотермично ... ...

    Изгаряне- сложна, бързо протичаща химическа трансформация, придружена от отделяне на значително количество топлина и обикновено ярко сияние (пламък). В повечето случаи G. се основава на екзотермични окислителни реакции на вещество ... Голяма съветска енциклопедия

    Изгаряне на газове и пари от горими вещества в газообразен окислител. Необходим е първоначален енергиен импулс, за да започне горенето. Правете разлика между самостоятелно и принудително запалване или запалване; нормално се разпространява... Енциклопедичен речник по металургия

    Изгаряне на течни и твърди горими вещества в газообразен окислител. За хетерогенното горене на течни вещества процесът на тяхното изпаряване е от голямо значение. Хетерогенно изгаряне на силно летливи горими вещества ... ... Енциклопедичен речник по металургия

    Химическо взаимодействие на гориво и окислител, предварително смесени под формата на горима смес в смесителя на устройството за изгаряне на гориво. Кинетичната скорост на горене се определя от кинетиката на реакцията на окисление на горивото. Виж… … Енциклопедичен речник по металургия

    Изгаряне- Изгаряне на кибрит Изгаряне на натрий Горенето е сложен физикохимичен процес на превръщане на компонентите на горима смес в продукти на горене с отделяне на топлинно излъчване, светлина и лъчиста енергия. Можете грубо да опишете естеството на горенето като насилствено ... Wikipedia

Хомогенно и хетерогенно горене.

Въз основа на разгледаните примери, в зависимост от агрегатното състояние на сместа от гориво и окислител, т.е. от броя на фазите в сместа те се различават:

1. Хомогенно горенегазове и пари от горими вещества в околната среда на газообразен окислител. Така реакцията на горене протича в система, състояща се от една фаза (агрегационно състояние).

2. Хетерогенно горенетвърди горими вещества в околната среда на газообразен окислител. В този случай реакцията протича на границата, докато хомогенната реакция протича в целия обем.

Това е изгарянето на метали, графит, т.е. практически нелетливи материали. Много газови реакции имат хомогенно-хетероген характер, когато възможността за протичане на хомогенна реакция се дължи на протичането на едновременно хетерогенна реакция.

В газовата фаза се извършва изгарянето на всички течности и много твърди вещества, от които се отделят пари или газове (летливи вещества). Твърдата и течната фаза играят ролята на резервоари на реагиращи продукти.

Например, хетерогенна реакция на спонтанно изгаряне на въглища преминава в хомогенна фаза на изгаряне на летливи вещества. Остатъкът от кокс гори хетерогенно.

Според степента на приготвяне на горимата смес се разграничават дифузионно и кинетично горене.

Разглежданите видове горене (с изключение на експлозиви) се отнасят до дифузионно горене. Пламък, т.е. зоната на горене на смес от гориво с въздух, за да се осигури стабилност, трябва постоянно да се захранва с гориво и кислород във въздуха. Потокът на горим газ зависи само от скоростта на подаването му в зоната на горене. Скоростта на приток на горима течност зависи от интензивността на нейното изпарение, т.е. върху налягането на парите над повърхността на течността и, следователно, върху температурата на течността. Температура на запалванесе нарича най-ниската температура на течност, при която пламъкът над нейната повърхност не угасва.

Изгарянето на твърди вещества се различава от горенето на газове по наличието на етап на разлагане и газификация, последван от запалване на летливи продукти на пиролиза.

ПиролизаТова е нагряване на органични вещества до високи температури без достъп на въздух. В този случай се получава разлагане или разделяне на сложни съединения на по-прости (коксуване на въглища, крекинг на масло, суха дестилация на дървесина). Следователно, изгарянето на твърдо горимо вещество в горивен продукт не е концентрирано само в зоната на пламъка, а има многоетапен характер.

Нагряването на твърдата фаза причинява разлагане и отделяне на газове, които се запалват и изгарят. Топлината от горелката загрява твърдата фаза, карайки я да се газифицира и процесът се повтаря, като по този начин се поддържа горенето.


Моделът на твърдо горене предполага наличието на следните фази (фиг. 17):

Ориз. 17. Модел на горене

твърда материя.

Загряване на твърдата фаза. Топещите се вещества в тази зона се топят. Дебелината на зоната зависи от температурата на проводимост на веществото;

Пиролиза или реакционна зона в твърдата фаза, в която се образуват газообразни горими вещества;

Предварително пламък в газовата фаза, при който се образува смес с окислител;

Пламък или реакционна зона в газовата фаза, в която се превръщат продуктите на пиролизата в газообразни продукти на горене;

Продукти от горенето.

Скоростта на подаване на кислород в зоната на горене зависи от неговата дифузия през продукта от горенето.

Най-общо, тъй като скоростта на химическата реакция в зоната на горене при разглежданите видове горене зависи от скоростта на въвеждане на реагиращите компоненти и повърхността на пламъка чрез молекулярна или кинетична дифузия, този тип горене се нарича дифузия.

Структурата на пламъка на дифузионно горене се състои от три зони (фиг. 18):

Зона 1 съдържа газове или пари. В тази зона не се получава изгаряне. Температурата не надвишава 500 0 С. Провеждат се разлагане, пиролиза на летливите вещества и нагряване до температурата на самовъзпламеняване.

Ориз. 18. Структура на пламъка.

В зона 2 се образува смес от пари (газове) с атмосферен кислород и настъпва непълно изгаряне до CO с частично редукция до въглерод (малко кислород):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

В 3-та външна зона продуктите от втората зона са напълно изгорени и се наблюдава максимална температура на пламъка:

2CO + O 2 = 2CO 2;

Височината на пламъка е пропорционална на коефициента на дифузия и скоростта на газовия поток и е обратно пропорционална на плътността на газа.

Всички видове дифузионно горене са присъщи на пожарите.

Кинетиченгоренето е изгарянето на предварително смесен горим газ, пара или прах с окислител. В този случай скоростта на горене зависи само от физикохимичните свойства на горимата смес (топлопроводимост, топлинен капацитет, турбуленция, концентрация на вещества, налягане и др.). Следователно скоростта на изгаряне се увеличава драстично. Този вид изгаряне е присъщо на експлозиите.

В този случай, когато горимата смес се запали в която и да е точка, фронтът на пламъка се премества от продуктите на горенето в прясната смес. Така пламъкът при кинетично горене най-често е нестационарен (фиг. 19).

Ориз. 19. Схема на разпространение на пламъка в горима смес: - източник на запалване; - посоката на движение на фронта на пламъка.

Въпреки че, ако предварително смесите горимия газ с въздух и го подадете в горелката, тогава по време на запалването се образува стационарен пламък, при условие че скоростта на подаване на сместа е равна на скоростта на разпространение на пламъка.

Ако дебитът на газа се увеличи, пламъкът се откъсва от горелката и може да изгасне. И ако скоростта се намали, тогава пламъкът ще бъде изтеглен във вътрешността на горелката с възможна експлозия.

По степен на горене, т.е. пълнота на реакцията на горене до крайните продукти, горенето е пълни и непълни.

Така че в зона 2 (фиг. 18) изгарянето е непълно, т.к недостатъчно се доставя кислород, който се изразходва частично в зона 3 и се образуват междинни продукти. Последните изгарят в зона 3, където има повече кислород, до пълно изгаряне. Наличието на сажди в дима показва непълно изгаряне.

Друг пример: при липса на кислород въглеродът изгаря до въглероден окис:

Ако добавите O, тогава реакцията отива до края:

2CO + O 2 = 2CO 2.

Скоростта на горене зависи от естеството на движението на газовете. Следователно се разграничават ламинарно и турбулентно горене.

И така, пример за ламинарно горене е пламъкът на свещ в неподвижен въздух. В ламинарно горенеслоевете газове текат паралелно, без да се завихрят.

Турбулентно горене- вихрово движение на газовете, при което горивните газове се смесват интензивно, а фронтът на пламъка е замъглен. Границата между тези типове е критерият на Рейнолдс, който характеризира връзката между инерционните сили и силите на триене в потока:

където: u- дебит на газа;

н- кинетичен вискозитет;

л- характерен линеен размер.

Числото на Рейнолдс, при което се осъществява преходът на ламинарен граничен слой към турбулентен, се нарича критичен Re cr, Re cr ~ 2320.

Турбулентността увеличава скоростта на горене поради по-интензивния пренос на топлина от продуктите на горенето към прясната смес.



 


Прочети:



Обща психология stolyarenko a m

Обща психология stolyarenko a m

Същността на психиката и психиката. Науката е социално явление, неразделна част от общественото съзнание, форма на човешкото познание за природата, ...

Общоруска тестова работа за курса за начално училище

Общоруска тестова работа за курса за начално училище

VLOOKUP. Руски език. 25 опции за типични задачи. Волкова Е.В. и др. М.: 2017 - 176 с. Това ръководство напълно отговаря на...

Човешка физиология обща спортна възраст

Човешка физиология обща спортна възраст

Текуща страница: 1 (книгата има общо 54 страници) [достъпен откъс за четене: 36 страници] Шрифт: 100% + Алексей Солодков, Елена ...

Лекции по методика на обучението по руски език и литература в началното училище методическа разработка по темата

Лекции по методика на обучението по руски език и литература в началното училище методическа разработка по темата

Помагалото съдържа систематичен курс по преподаване на граматика, четене, литература, правопис и развитие на речта за по-малките ученици. Намерено в него...

feed-image Rss